RU103423U1

RU103423U1 - ULTRABAND RADIATOR FOR PHASED ANTENNA ARRAY OF THE FREQUENCY OF THE RANGE OF 8.5-12.5 GHz

Info

Publication number: RU103423U1
Application number: RU2010154479/07U
Authority: RU
Inventors: Александр Игоревич Клименко; Алексей Александрович Гаврилов; Владимир Ефимович Сагач; Алексей Сергеевич Яковлев
Original assignee: Александр Игоревич Клименко
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2011-04-10

Abstract

1. Излучатель для фазированной антенной решетки, характеризующийся тем, что он имеет линейку из, по меньшей мере, двух излучающих элементов, каждый из которых включает две диэлектрические пластины, которые металлизированы с обеих сторон и соприкасаются друг с другом одними своими сторонами, на каждой из других металлизированных сторон диэлектрических пластин, расположенных снаружи тела излучателя, выполнена, по меньшей мере, одна излучающая щель, на соприкасающихся металлизированных сторонах диэлектрических пластин расположены размещенный на симметричной полосковой линии делитель мощности с согласующим устройством и, по меньшей мере, одна схема возбуждения, по меньшей мере, одной излучающей щели, которая электрически через согласующее устройство и симметричную полосковую линию делителя мощности соединена с, по меньшей мере, одной излучающей щелью. ! 2. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что расстояние между излучающими элементами, входящими в линейку из, по меньшей мере, двух излучающих элементов, равно четверти значения рабочей длины волны излучения фазированной антенной решетки. ! 3. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что он имеет экран, выполненный с возможностью установки на линейке из, по меньшей мере, двух излучающих элементов. ! 4. Излучатель по п.3, отличающийся тем, что экран представляет собой металлическую пластинку с прорезанной в ней щелью, длина которой соответствует значению длины линейки из, по меньшей мере, двух излучающих элементов для установки на ней экрана. ! 5. Излучатель по п.1, отличающийся тем, что диэлектрические пластины выполнены из материала с диэлектрической проницаемостью, ра 1. A radiator for a phased antenna array, characterized in that it has a line of at least two radiating elements, each of which includes two dielectric plates that are metallized on both sides and are in contact with each other on their own sides, on each of at least one radiating slit is made on other metallized sides of the dielectric plates located outside the body of the emitter; on the contacting metallized sides of the dielectric plates are located nny on symmetrical stripline power divider with a matching device and the at least one driving circuit, at least one radiating slot, which is electrically connected through a matching unit and a symmetrical stripline power divider line coupled to the at least one radiating slot. ! 2. The emitter according to claim 1, characterized in that the distance between the radiating elements included in the line of at least two radiating elements is equal to a quarter of the value of the working radiation wavelength of the phased antenna array. ! 3. The emitter according to claim 1, characterized in that it has a screen made with the possibility of installation on a line of at least two radiating elements. ! 4. The emitter according to claim 3, characterized in that the screen is a metal plate with a slit cut in it, the length of which corresponds to the length of the line of at least two radiating elements for mounting the screen on it. ! 5. The emitter according to claim 1, characterized in that the dielectric plate is made of a material with a dielectric constant, ra

Description

Полезная модель относится к области радиотехники, в частности, к антенной технике и может быть использована в радиолокации, связи и других антенных системах, использующих фазированные антенные решетки (ФАР).The utility model relates to the field of radio engineering, in particular, to antenna technology and can be used in radar, communications and other antenna systems using phased array antennas (PAR).

В настоящее время антенны с расширяющейся щелью применяются как излучатели с линейной поляризацией. В большинстве применений антенны с линейно расширяющейся щелью или с экспоненциально расширяющейся щелью известны как «щелевые антенны» или антенны Вивальди. Антенны с линейно расширяющейся щелью описаны в патенте США №4855749, кл. H01Q 1/38, 1989.Currently, antennas with an expanding slit are used as linear polarized emitters. In most applications, antennas with a linearly expanding slit or with an exponentially expanding slit are known as “slot antennas” or Vivaldi antennas. Antennas with linearly expanding slots are described in US patent No. 4855749, CL. H01Q 1/38, 1989.

В патенте описывается оптоэлектронный трансивер, выполненный из кремния на сапфировой подложке, где щель может быть выполнена в виде линейной или экспоненциально расширяющейся щели. При этом в данном устройстве выявлен худший показатель по обратному отражению в полосе частот, а также то, что, применяя их в сканирующих системах или решетках с высокой плотностью компоновки, их электрические параметры при управлении положения луча могут изменяться в широком диапазоне либо приводить к провалам в форме диаграммы направленности. Другими словами, в данном устройстве отсутствует широкодиапазонная перестройка его рабочей частоты.The patent describes an optoelectronic transceiver made of silicon on a sapphire substrate, where the gap can be made in the form of a linear or exponentially expanding gap. Moreover, in this device, the worst indicator of back reflection in the frequency band is revealed, and also that, using them in scanning systems or gratings with a high density of arrangement, their electrical parameters when controlling the position of the beam can vary over a wide range or lead to failures in radiation pattern. In other words, this device does not have a wide-range tuning of its operating frequency.

В последние годы, с развитием устройств цифровой обработки сигнала и модернизации радиочастотной и СВЧ-элементной базы расширяется рабочая полоса частот устройств радиолокации, радиопеленгации и сбора данных, что порождает спрос на сверхширокополосные излучатели и фазированные антенные решетки, имеющие высокие электрические показатели, малый вес и габариты, а также технологичность производства.In recent years, with the development of digital signal processing devices and the modernization of the radio frequency and microwave element base, the operating frequency band of radar, direction finding and data acquisition devices has expanded, which creates demand for ultra-wideband emitters and phased array antennas with high electrical characteristics, low weight and dimensions , as well as manufacturability.

Известен пластинчатый излучатель, фазированной антенной решетки, содержащий металлическую пластину, прямоугольной формы, размещенную на диэлектрической опоре, установленной на поверхности плоского металлического экрана, коаксиальный кабель, внешний проводник которого соединен с металлическим экраном, а внутренний - посредством металлического штыря, проходящего через отверстие в металлическом экране, подключен к металлической пластине, при этом диэлектрическая опора выполнена в виде первой пары диэлектрических брусков, размещенных вдоль противоположных краев металлической пластины, причем внешняя боковая поверхность каждого из диэлектрических брусков и соответствующий край металлической пластины расположены в одной плоскости, при этом в секторе сканирования введена вторая пара диэлектрических брусков, расположенная вдоль свободных краев металлической пластины идентично первой паре диэлектрических брусков и образующая с ней рамку, ширина которой равна (0,04-0,07) λ, где λ - средняя длина волны рабочей полосы частот (см. авторское свидетельство СССР №1665422, кл. H01Q 9/00, 1991).Known plate emitter, phased antenna array containing a metal plate, rectangular in shape, placed on a dielectric support mounted on the surface of a flat metal screen, a coaxial cable, the outer conductor of which is connected to a metal screen, and the inner one through a metal pin passing through a hole in the metal the screen is connected to a metal plate, while the dielectric support is made in the form of a first pair of dielectric bars placed along opposite edges of the metal plate, the outer side surface of each of the dielectric bars and the corresponding edge of the metal plate being in the same plane, while a second pair of dielectric bars is introduced in the scanning sector, which is located along the free edges of the metal plate identical to the first pair of dielectric bars and forming with it a frame whose width is (0.04-0.07) λ, where λ is the average wavelength of the working frequency band (see USSR copyright certificate No. 1665422, cl. H01Q 9/00, 1991).

Недостатками известного устройства являются его низкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием широкодиапазонной перестройки его рабочей частоты.The disadvantages of the known device are its low functionality, due to the lack of a wide-range tuning of its operating frequency.

Также известна излучающая система линейной фазированной антенной решетки с вертикальной поляризацией поля, содержащая излучатель, жестко закрепленный на одной из сторон уголкового экрана с углом между сторонами от 65 до 135°, отличающаяся тем, что дополнительно на той же стороне уголкового экрана установлены 2n-1 излучателей с периодом расположения их, не превышающим 0,52λ_в, причем высота всех излучателей выполнена 0,2λ_н, а отношение длин волн составляет λ_н/λ_в≥1,5,Also known is a radiating system of a linear phased antenna array with vertical field polarization, comprising a radiator rigidly mounted on one side of the corner screen with an angle between the sides of 65 to 135 °, characterized in that 2n-1 radiators are additionally installed on the same side of the corner screen with a period of their location not exceeding 0.52λ _in , and the height of all emitters made 0.2λ _n , and the ratio of wavelengths is λ _n / λ _in ≥1.5,

где:Where:

λ_н - длина волны нижней границы диапазона рабочих частот;λ _n - wavelength of the lower boundary of the operating frequency range;

λ_в - длина волны верхней границы диапазона рабочих частот;λ _in - wavelength of the upper limit of the operating frequency range;

n - число излучателей (см. патент РФ №2344523, кл. H01Q 1/38, 2009).n is the number of emitters (see RF patent No. 2344523, CL H01Q 1/38, 2009).

Данное техническое решение является наиболее близким к предлагаемой полезной модели, однако ему также присущи недостатки, заключающиеся в низких функциональных возможностях устройства, обусловленных отсутствием широкодиапазонной перестройки его рабочей частоты.This technical solution is the closest to the proposed utility model, however, it also has drawbacks consisting in the low functionality of the device due to the lack of a wide-range tuning of its operating frequency.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является расширение функциональных возможностей устройства за счет обеспечения возможности широкодиапазонной перестройки его рабочей частоты.The technical result, the achievement of which is proposed by the proposed utility model, is to expand the functionality of the device by providing the possibility of wide-range tuning of its operating frequency.

Данный технический результат достигается за счет того, что излучатель для фазированной антенной решетки имеет линейку из, по меньшей мере, двух излучающих элементов, каждый из которых включает две диэлектрические пластины, которые металлизированы с обеих сторон и соприкасаются друг с другом одними своими сторонами, на каждой из других металлизированных сторон диэлектрических пластин, расположенных снаружи тела излучателя, выполнена, по меньшей мере, одна излучающая щель, на соприкасающихся металлизированных сторонах диэлектрических пластин расположены размещенный на симметричной полосковой линии делитель мощности с согласующим устройством, и, по меньшей мере, одна схема возбуждения, по меньшей мере, одной излучающей щели, которая электрически через согласующее устройство и симметричную полосковую линию делителя мощности соединена с, по меньшей мере, одной излучающей щелью.This technical result is achieved due to the fact that the emitter for a phased antenna array has a line of at least two radiating elements, each of which includes two dielectric plates that are metallized on both sides and are in contact with each other on their own sides, on each from other metallized sides of the dielectric plates located outside the body of the emitter, at least one radiating slot is made on the contacting metallized sides of the dielectric the plates are located placed on a symmetrical strip line power divider with matching device, and at least one drive circuit of at least one radiating slit, which is electrically connected through a matching device and a symmetrical strip line of the power divider with at least one radiating gap.

Кроме того, расстояние между излучающими элементами, входящими в линейку из, по меньшей мере, двух излучающих элементов, равно четверти значения рабочей длины волны излучения фазированной антенной решетки.In addition, the distance between the radiating elements included in the line of at least two radiating elements is equal to a quarter of the value of the working wavelength of the radiation of the phased antenna array.

Кроме того, он имеет экран, выполненный с возможностью установки на линейке из, по меньшей мере, двух излучающих элементов.In addition, it has a screen configured to be mounted on a line of at least two radiating elements.

Кроме того, экран представляет собой металлическую пластинку с прорезанной в ней щелью, длина которой соответствует значению длины линейки из, по меньшей мере, двух излучающих элементов для установки на ней экрана.In addition, the screen is a metal plate with a slit cut in it, the length of which corresponds to the length of the line of at least two radiating elements for mounting the screen on it.

Кроме того, диэлектрические пластины выполнены из материала с диэлектрической проницаемостью, равной 2-2,55.In addition, the dielectric plate is made of a material with a dielectric constant of 2-2.55.

Кроме того, металлизация сторон диэлектрических пластин выполнена из меди или алюминия или латуни, и за счет того, что на металлизированные стороны диэлектрических пластин нанесены защитные покрытия, например, радиопрозрачные маски или напыления из серебра или напыления из никеля для защиты от воздействия влаги и агрессивных сред.In addition, the metallization of the sides of the dielectric plates is made of copper or aluminum or brass, and due to the fact that the metallized sides of the dielectric plates have protective coatings, for example, radiolucent masks or silver or nickel sputtering to protect against moisture and aggressive environments .

Кроме того, диэлектрические пластины изготовлены из диэлектрического материала с медным фольгированием.In addition, the dielectric plates are made of dielectric material with copper foil.

Кроме того, по краям диэлектрических пластин выполнены металлизированные отверстия, изготовленные с возможностью электрического соединения с металлизированными сторонами и усиления жесткости конструкции излучателя.In addition, metallized holes are made along the edges of the dielectric plates, made with the possibility of electrical connection with the metallized sides and to enhance the rigidity of the radiator structure.

Кроме того, профиль, по меньшей мере, одной излучающей щели представляет собой ломаную линию, состоящую из двух симметрично расположенных относительно плоскости, перпендикулярной диэлектрическим пластинам, частей, каждая из которых составлена из прямой линии, идущей под углом к указанной плоскости и переходящей в дугу окружности заданного радиуса.In addition, the profile of at least one radiating slit is a broken line, consisting of two parts symmetrically located relative to the plane perpendicular to the dielectric plates, each of which is composed of a straight line running at an angle to the specified plane and passing into a circular arc given radius.

Сущность полезной модели поясняется на фиг.1-11, где на фиг.1 показан излучающий элемент с экраном, на фиг.2 - линейка излучающих элементов, на фиг.3 изображен элемент излучающего элемента, на фиг.4 - вариант конструкции делителя мощности. На фиг.5 показаны варианты расположения делителя мощности относительно излучающих целей. На фиг.6 (А-В) изображены варианты сечений диэлектрических пластин. На фиг.7 показаны варианты расположения элементов устройства на металлизированных сторонах диэлектрических пластин. На фиг.8 изображен внешний вид экрана. На фиг.9 изображена зависимость коэффициента стоячей волны по напряжению в зависимости от частоты в диапазоне частот от 9 ГГц до 10 ГГц. На фиг.10 показано сечение диаграммы направленности (ДН) излучающего элемента в Е-плоскости. На фиг.11 продемонстрировано сечение ДН излучающего элемента в Н-плоскости.The essence of the utility model is illustrated in figures 1-11, where figure 1 shows a radiating element with a screen, figure 2 is a line of radiating elements, figure 3 shows a element of a radiating element, figure 4 is a design of a power divider. Figure 5 shows the options for the location of the power divider relative to the emitting targets. Figure 6 (AB) shows options for the cross-section of dielectric plates. 7 shows options for the location of the elements of the device on the metallized sides of the dielectric plates. On Fig depicts the appearance of the screen. Figure 9 shows the dependence of the coefficient of the standing wave voltage according to frequency in the frequency range from 9 GHz to 10 GHz. Figure 10 shows a cross section of the radiation pattern (NAM) of the radiating element in the E-plane. Figure 11 shows the cross section of the radiation pattern of the radiating element in the H-plane.

На фиг.1-11 обозначена линейка 1 излучающих элементов (излучатель), экран 2, излучающая апертура 3, делитель 4 мощности, излучающая щель 5, вход 6 устройства, симметрирующее устройство 7, размещенное на линейке 1 излучающих элементов, вариант 8 симметрирующего устройства 7, метки 9, предназначенные для установки экрана 2 в устройство, металлизированные отверстия 10, представляющие собой вариант исполнения симметрирующего устройства 7, согласующее устройство 11 делителя 4 мощности, выполненное в виде симметричной полосковой линии, согласующее устройство 12, которое может быть использовано для излучающей щели 5, делитель 13 мощности на 2, делитель 14 мощности на 4, диэлектрические пластины 15, металлизированные стороны 16 (слои) пластин 15 и симметричная полосковая линия 17. При этом излучающий элемент состоит из двух 10, которые металлизированы с обеих сторон 16 и соприкасаются друг с другом одними своими сторонами 16, на каждой из других металлизированных сторон 16 диэлектрических пластин 15, расположенных снаружи тела излучателя 1, выполнена по тонкопленочной технологии изготовления микросхем, по меньшей мере, одна излучающая щель 5 заданного профиля, на соприкасающихся металлизированных сторонах 16 диэлектрических пластин 15 расположены выполненные по тонкопленочной технологии изготовления микросхем размещенный на симметричной полосковой линии 17 делитель 4 мощности с согласующим устройством 12, и, по меньшей мере, одна схема возбуждения (на фиг.1-7 не показана), по меньшей мере, одной излучающей щели 5, которая электрически через согласующее устройство 12 и симметричную полосковую линию 17 делителя 4 мощности соединена с, по меньшей мере, одной излучающей щелью 5.1-11, a line 1 of radiating elements (emitter), a screen 2, a radiating aperture 3, a power divider 4, a radiating slit 5, an input 6 of a device, a balancing device 7 located on a line 1 of radiating elements, variant 8 of a balancing device 7 are indicated , marks 9, designed to install the screen 2 in the device, metallized holes 10, representing a variant of the balancing device 7, the matching device 11 of the power divider 4, made in the form of a symmetrical strip line, matching device property 12, which can be used for a radiating slit 5, a power divider 13 by 2, a power divider 14 by 4, dielectric plates 15, metallized sides 16 (layers) of the plates 15, and a symmetrical strip line 17. Moreover, the radiating element consists of two 10 which are metallized on both sides 16 and are in contact with one another on their own sides 16, on each of the other metallized sides 16 of the dielectric plates 15 located outside the body of the emitter 1, is made using a thin-film chip manufacturing technology, p at least one radiating slit 5 of a given profile, on the contacting metallized sides 16 of the dielectric plates 15 there are thin-film microcircuitry technology arranged on a symmetrical strip line 17 and a power divider 4 with matching device 12, and at least one excitation circuit (for 1-7), at least one radiating slit 5, which is electrically connected through at least m via a matching device 12 and a symmetrical strip line 17 of the power divider 4 D, one radiating slot 5.

Расстояние между излучающими элементами, входящими в линейку 1 из, по меньшей мере, двух излучающих элементов, равно четверти значения рабочей длины волны излучения фазированной антенной решетки.The distance between the radiating elements included in the line 1 of at least two radiating elements is equal to a quarter of the value of the working wavelength of the radiation of the phased antenna array.

Экран 2, выполнен с возможностью установки на линейке 1 из, по меньшей мере, двух излучающих элементов.The screen 2 is made with the possibility of installation on the line 1 of at least two radiating elements.

Экран 2 представляет собой металлическую пластинку с прорезанной в ней щелью, длина которой соответствует значению длины линейки из, по меньшей мере, двух излучающих элементов для установки на ней экрана (см. фиг.8).The screen 2 is a metal plate with a slit cut in it, the length of which corresponds to the length of the ruler of at least two radiating elements for mounting the screen on it (see Fig. 8).

Диэлектрические пластины 15 выполнены из материала с диэлектрической проницаемостью, равной 2,5.The dielectric plate 15 is made of a material with a dielectric constant of 2.5.

Металлизация сторон 16 диэлектрических пластин 15 может быть выполнена из меди или алюминия, или латуни (фиг.6А).The metallization of the sides 16 of the dielectric plates 15 can be made of copper or aluminum, or brass (figa).

На металлизированные стороны 16 диэлектрических пластин 15 могут быть нанесены защитные покрытия, например, радиопрозрачные маски или напыления из серебра или напыления из никеля для защиты от воздействия влаги и агрессивных сред.Protective coatings can be applied to the metallized sides 16 of the dielectric plates 15, for example, radiolucent masks or silver or nickel coatings to protect against moisture and aggressive media.

Диэлектрические пластины 15 могут быть изготовлены из диэлектрического материала с медным фольгированием.Dielectric plates 15 can be made of dielectric material with copper foil.

По краям диэлектрических пластин 15 могут быть выполнены металлизированные отверстия 10 (фиг.6Б), изготовленные с возможностью электрического соединения с металлизированными сторонами 16 и усиления жесткости конструкции излучателя 1.On the edges of the dielectric plates 15 can be made metallized holes 10 (figb), made with the possibility of electrical connection with the metallized sides 16 and to enhance the rigidity of the structure of the emitter 1.

Профиль, по меньшей мере, одной излучающей щели 5 представляет собой ломаную линию, состоящую из двух симметрично расположенных относительно плоскости, перпендикулярной диэлектрическим пластинам 15, частей, каждая из которых составлена из прямой линии, идущей под углом к указанной плоскости и переходящей в дугу окружности заданного радиуса.The profile of at least one radiating slit 5 is a broken line consisting of two parts symmetrically located relative to the plane perpendicular to the dielectric plates 15, each of which is composed of a straight line running at an angle to the specified plane and turning into an arc of a circle of a given radius.

Излучатель 1 состоит из двух диэлектрических пластин толщиной 1 мм, металлизированных с двух сторон 16. С внешних сторон металлизации нанесена топология излучающих щелей 5, а на внутренних - топология делителя 4 мощности с согласующим устройством 11, возбуждающим щель 5. Сечение структуры показано на фиг.6.The emitter 1 consists of two dielectric plates 1 mm thick, metallized on both sides 16. The topology of the emitting slots 5 is applied on the outer sides of the metallization, and the topology of the power divider 4 with a matching device 11 exciting the slit 5 is applied. The structure section is shown in FIG. 6.

В качестве диэлектрика в описываем устройстве, а также в топологиях, показанных на фиг.7, применены подложки с диэлектрической проницаемостью eps=2.5. Такому eps соответствует, например, материал Arlon AD250, Фторопласт Ф4Д. Возможно применение и другого диэлектрика с eps, близким к 2.5.As the dielectric in the described device, as well as in the topologies shown in Fig. 7, substrates with a dielectric constant of eps = 2.5 are used. Such eps corresponds, for example, to the Arlon AD250 material, Ftoroplast F4D. It is possible to use another dielectric with eps close to 2.5.

Металлизированные слои 16 могут быть выполнены из любого металла - медь, алюминий, латунь. На эти слои могут быть нанесены защитные покрытия (радиопрозрачные маски, напыления из серебра или никеля), которые защитят излучатель 1 от воздействия влаги и других агрессивных сред. С точки зрения простоты и технологичности производства целесообразно применять диэлектрический материал с медным фольгированием. В варианте топологий, показанных на фиг.7, использован материал Arlon AD600 толщиной 1 мм.The metallized layers 16 can be made of any metal - copper, aluminum, brass. Protective coatings can be applied to these layers (radiolucent masks, silver or nickel spraying), which will protect the emitter 1 from moisture and other aggressive environments. From the point of view of simplicity and manufacturability, it is advisable to use a dielectric material with copper foil. In a variant of the topologies shown in FIG. 7, Arlon AD600 is used with a thickness of 1 mm.

Принцип компоновки излучателя 1 показан на фиг.2. На металлизированные слои 16 надевается экран 2, показанный на фиг.8.The layout principle of the emitter 1 is shown in figure 2. A shield 2 is shown on the metallized layers 16 as shown in FIG.

Одиночные излучающие секции показаны на фиг.2. Излучающие секции располагаются с определенным шагом d, который должен быть порядка четверти рабочей длины волны излучателя. Длина линейки 1 излучателей L будет зависеть от числа излучающих секций N. Таким образом, длина L равна:Single emitting sections are shown in FIG. The radiating sections are arranged with a certain step d, which should be of the order of a quarter of the working wavelength of the emitter. The length of the line 1 of emitters L will depend on the number of emitting sections N. Thus, the length L is equal to:

L=N·d.L = N · d.

Отсчет можно вести как от края излучающей секции, так и от середины излучающей щели 5.Counting can be carried out both from the edge of the radiating section, and from the middle of the radiating slit 5.

Для того чтобы у крайних секций не было сильного отражения электромагнитного поля от краев - устанавливаются симметрирующие устройства 7. Симметрирующее устройство 7 из металлизированных отверстий 10 может представлять собой металлическую пластинку размером 10×15 мм, а может быть выполнено только с помощью металлизированных отверстий. Металлизированные отверстия 10 не только соединяют слои 16 металлизации, но также придают жесткость конструкции. Такой вариант наиболее технологичен и удобен при производстве, поскольку нанесение металлизированных отверстий 10 обычно входит в технологический процесс производства печатной платы с желаемой топологией металлизированных слоев 16.In order that the extreme sections do not have a strong reflection of the electromagnetic field from the edges, symmetrizing devices 7 are installed. The balancing device 7 from the metallized holes 10 can be a metal plate 10 × 15 mm in size, and can only be made using metallized holes. Metallized holes 10 not only connect the metallization layers 16, but also give structural rigidity. This option is the most technologically advanced and convenient in production, since the deposition of metallized holes 10 is usually included in the technological process of manufacturing a printed circuit board with the desired topology of the metallized layers 16.

Металлизированные отверстия 10 должны быть расположены на достаточном удалении от полосковых линий и излучающей щели 5. Это расстояние должно быть не менее 3 мм.Metallized holes 10 should be located at a sufficient distance from the strip lines and the radiating slit 5. This distance should be at least 3 mm.

Для того, чтобы иметь возможность точно установить экран 2 относительно расстояния до раскрыва апертуры линейки 1 излучателей, на внешние слои 16 металлизации наносятся специальные метки (маркеры) 9.In order to be able to precisely set the screen 2 relative to the distance to the aperture of the line of emitters 1, special marks (markers) 9 are applied to the outer layers 16 of metallization.

Экран 2 представляет собой металлическую пластинку с прорезанной в ней щелью шириной 2÷2.55 мм. Размер щели соответствует размеру продольного сечения длины апертуры линейки 1 излучателей. Экран 2 одевается на излучатель 1 со стороны апертуры.Screen 2 is a metal plate with a slit cut through it with a width of 2 ÷ 2.55 mm. The size of the slit corresponds to the size of the longitudinal section of the length of the aperture of line 1 of the emitters. The screen 2 is put on the emitter 1 from the side of the aperture.

На фиг.3 показана излучающая секция. Излучающая щель 5 имеет сложную форму, состоящую из линейно расширяющегося участка, переходящего в дугу окружности, как показано на фиг.3.Figure 3 shows the radiating section. The radiating slit 5 has a complex shape, consisting of a linearly expanding section, turning into an arc of a circle, as shown in Fig.3.

Возбуждение щели 5 происходит участком полосковой линии в режиме холостого хода, длина которого подбирается такой, чтобы получить лучшее согласование в рабочей полосе. Для дополнительного согласования применяется участок короткозамкнутой щели (согласующее устройство 12).The excitation of the gap 5 occurs by a portion of the strip line in the idle mode, the length of which is selected so as to obtain better coordination in the working strip. For additional coordination, a section of a shorted gap is used (matching device 12).

Варианты исполнения делителей 4 мощности (13, 14) показаны на фиг.4. Делитель 4 мощности выполняется на симметричной полосковой линии 17 по классическим правилам. Делитель 4 мощности может быть выполнен равномерным или неравномерным, который обеспечивает заданное амплитудно-фазовое распределение.Embodiments of power dividers 4 (13, 14) are shown in FIG. 4. The power divider 4 is performed on a symmetrical strip line 17 according to the classical rules. The power divider 4 can be made uniform or uneven, which provides a given amplitude-phase distribution.

Делитель 13 или 14 мощности в излучателе 1 располагается между слоев диэлектрика 16. Положение делителя 13 или 14 мощности относительно излучающей щели 5 показано на фиг.5. При этом делитель мощности может быть как на 2, на 3, на 4 и более элементов в зависимости от числа требуемых при реализации входов, а также в зависимости от числа N излучающих секций 5 в линейке 1 излучателей. На фиг.5А показано расположение делителей мощности на 2, а на фиг.5Б показано расположение делителей мощности на 4.The power divider 13 or 14 in the emitter 1 is located between the layers of the dielectric 16. The position of the power divider 13 or 14 relative to the radiating slit 5 is shown in Fig.5. In this case, the power divider can be either 2, 3, 4 or more elements depending on the number of inputs required for the implementation, as well as depending on the number N of radiating sections 5 in the line 1 of emitters. FIG. 5A shows the location of the power dividers by 2, and FIG. 5B shows the location of the power dividers by 4.

Варианты топологий изготовленных излучателей 1 показаны на фиг.7.Options topologies manufactured emitters 1 are shown in Fig.7.

На фиг.9, 10 и 11 показано, каким образом для данного устройства изменяется коэффициент стоячей волны по напряжению и коэффициент усиления в Е-плоскости.Figures 9, 10 and 11 show how, for a given device, the standing wave voltage coefficient and the gain in the E-plane are changed.

Описываемое устройство может применяться в активных фазированных решетках с цифровым управлением, многочастотных антеннах, цифровых антенных решетках с широкой рабочей полосой, а также системах с широкодиапазонной перестройкой рабочей частоты. Оно может размещаться на наземных, морских и воздушных объектах. Устройство представляет собой законченный модуль, готовый к применению.The described device can be used in active phased arrays with digital control, multi-frequency antennas, digital antenna arrays with a wide working band, as well as systems with a wide-range tuning of the working frequency. It can be placed on land, sea and air objects. The device is a complete module, ready for use.

Данная полезная модель расширяет функциональные возможности устройства за счет широкодиапазонной перестройки его рабочей частоты.This utility model extends the functionality of the device due to the wide-range adjustment of its operating frequency.

Claims

1. A radiator for a phased antenna array, characterized in that it has a line of at least two radiating elements, each of which includes two dielectric plates that are metallized on both sides and are in contact with each other on their own sides, on each of at least one radiating slit is made on other metallized sides of the dielectric plates located outside the body of the emitter; on the contacting metallized sides of the dielectric plates are located nny on symmetrical stripline power divider with a matching device and the at least one driving circuit, at least one radiating slot, which is electrically connected through a matching unit and a symmetrical stripline power divider line coupled to the at least one radiating slot.

2. The emitter according to claim 1, characterized in that the distance between the radiating elements included in the line of at least two radiating elements is equal to a quarter of the value of the working wavelength of the radiation of the phased antenna array.

3. The emitter according to claim 1, characterized in that it has a screen made with the possibility of installation on a line of at least two radiating elements.

4. The emitter according to claim 3, characterized in that the screen is a metal plate with a slit cut in it, the length of which corresponds to the length of the line of at least two radiating elements for mounting the screen on it.

5. The emitter according to claim 1, characterized in that the dielectric plate is made of a material with a dielectric constant of 2.0-2.55.

6. The emitter according to claim 1, characterized in that the metallization of the sides of the dielectric plates is made of copper, or aluminum, or brass.

7. The emitter according to claim 1, characterized in that the metallized sides of the dielectric plates are coated with protective coatings, for example, radiolucent masks, or silver sputtering, or nickel sputtering to protect against moisture and aggressive environments.

8. The emitter according to claim 1, characterized in that the dielectric plate is made of a dielectric material with copper foil.

9. The emitter according to claim 1, characterized in that at the edges of the dielectric plates there are metallized holes made with the possibility of electrical connection with the metallized sides and to enhance the rigidity of the emitter structure.

10. The emitter according to claim 1, characterized in that the profile of at least one radiating slit is a broken line consisting of two parts symmetrically located relative to the plane perpendicular to the dielectric plates, each of which is composed of a straight line running under angle to the specified plane and the circle turning into an arc of a given radius.